Keberhasilan disilikat sintetis

Suatu persenyawaan yang terdiri dari ikatan silikon-silikon yang stabil antara dua muatan negatif atom – atom silikon lima koordinat – silikat – telah disintesiskan dan diisolasi untuk kali pertama oleh peneliti Jepang. Spesies – spesies disilikat baru memberipak wawasan yang tak terbayangkan kedalam silikon kimiawi dan berguna untuk pembuatan materi optikal dan konduktif baru, kata para peneliti.

Biasanya silikon dikombinasikan dengan empat atom – atom lainnya untuk membentuk struktur empat koordinat, yang dapat membentuk suatu ikatan dengan atom silikon empat koordinat lainnya. Seperti struktur membentuk dasar silikon kristalin yang digunakan untuk semi konduktor dan persenyawaan organosilicon. Sebelumnya, jumlah koordinasi terbesar pada atom – atom silikon untuk memungkinkan bagi ikatan silikon-silikon stabil dianggap secara luas ada empat.

Sekarang, Naokazu Kano dan para koleganya pada Universitas Tokyo dan Institute for Molecular Science di Jepang telah menciptakan suatu ikatan Si-Si langsung antara atom – atom silikon lima koordinat dari silikat. Hasilnya mengejutkan karena suatu ikatan akan diharapkan untuk membelah karena repulsi steric dan electrostatic yang kuat antara atom – atom silikon.

Tim ini berhasil mensintesiskan dan mengkarakteristikan persenyawaan dianionic yang meliputi atom – atom silikon lima koordinat, dengan ikatan Si-Si

‘Ini merupakan contoh pertama dari suatu ikatan silikon-silikon,’ kata Kano. ‘Serta ini cukup stabil [bahkan dibawah kondisi thermal] disamping repulsi elektronik nyata dan tendensi ikatan disosiasi.’

‘Saya melihat makalha ini sangatlah menarik betul, dan akan diwujudkanan,’ kata Daniel Kost, seorang ahli silikon kimiawi pada Universitas  Ben-Gurion di Israel. Dia menjelaskan bahwa lasan kenapa repulsi electrostatic tidak menyebabkan kerusakan molekul – molekul adalah bahwa muatan – muatan negatif hanya secara formal pada silikon. ‘Muatan – muatan itu [sebenarnya] didistribusikan diantara atom – atom yang banyak di sekitar atom – atom silikon, meninggalkan [silikon] bermuatan positif, tanpa repulsi Coulomb.’

Namun begitu, Kost masih bingung pada kestabilan disilikat dianionic. ‘Tak satupun hidrolisis ataupun pemanasan yang menyebabkan dekomposisi persenyawaan, meskipun persenyawaan silikon  mono-nuclear hypervalent cenderung untuk dekompos secara cepat ketika terekspos pada udara dan kelembaban.’

Tim ini membuat struktur disilikat melaluireaksi penggandaan reduktif dari silane mendasari ligand – ligand bidentate dua elektron yang terbelakang, digunakan untuk menstabilkan molekul. Hasilnya adalah dua atom – atom silikon yang secara efektif di kelilingi oleh empat set ligand – ligand dan mengikat delapan atom.

Kano mempertimbangkan jenis ikatan ini menjadi berguna untuk pembuatan materi baru.  ‘Jika kita dapat mengakumulasikan ikatan tersebut  dalam serangkaian untuk membuat kawat silikon terbuat dari moieties silikat, [orbit molekular tertinggal yang tinggi pada orbit molekular tidak tinggal yang rendah] gap energi akan lebih banyak turun yang dapat membantu dalam menciptakan materi konduktif baru seperti menyuntikkan polyacetylene.’ Kano juga menganjurkan bahwa semacam kawat silikon dapat berguna bagi materi optikal seperti polysilane.

Sama baiknya mengarahkan untuk mengkoneksikan beberapa set rantai ikatan silikon-silikon, tim berencana untuk melihat pada sintesis pengikatan serupa antara kelompok 14 elemen persenyawaan seperti germanium dan tin.

James Urquhart

Referensi

N Kano et al, Nature Chemistry, 2010, DOI: 10.1038/NCHEM.513